Statische Rekristallisation bei Metallen

StatischeRekristallisation beiMetallenEric Schmidt, Julian Kühn

Gliederung1. Was ist (statische) Rekristallisation?2. Primäre Rekristallisation3. Kornvergrößerung4. Sekundäre Rekristallisation5. Tertiäre Rekristallisation6. Anwendungen (Warum macht man das?)7. Quellen

1. Was ist (statische)Rekristallisation?●„Unter Rekristallisation versteht man dieGefügeneubildung bei der Wärmebehandlungverformter Metalle. Sie vollzieht sich durchEntstehung und Bewegung von GWK unterBeseitigung der Verformungsstruktur...“ [Gottsteins. 304]

1. Was ist (statische)Rekristallisation?Unter dem Sammelbegriff Rekristallisation werdendrei Vorgänge zusammengefasst: die primäre, diesekundäre und die tertiäre Rekristallisation. DieTriebkraft der Rekristallisation ist in allen Fälleneine Erniedrigung der freien Enthalpie desverformten Materials.[http://www.unistuttgart.de/imtk/lehrstuhl2/Scripte/Pr-ku.pdf]Statisch: extra Prozessschritt nach der Umformung

2. Primäre Rekristallisation●Gefügeneubildung: Bildung und Wanderung v.GWKG(>15°)●Keimbildung und -wachstum (Inkubationszeit)●Treibende Kraft: Verringerung der Versetzungsdichte●Bevorzugt niedrige Stapelfehlerenergie -> vieleStapelfehler & k(l)eine Versetzungsbewegung

2. Primäre RekristallisationStabilitätskriterien:●Kritische Keimgröße (thermodyn. Instabilität):Keimbildung bevorzugt in Bereichen hoherVersetzungsdichte)●Versetzungsverteilung -> Bewegungsrichtung (mech.Instabilität)●Beweglichkeit der Korngrenze (KinematischeInstabilität) v = B * (P – P rück), P ~ Versetzungsdichte

2. Primäre Rekristallisation●Gefügebestimmend: VerhältnisKeimbildungsgeschwindigkeit/Keimwachstumsgeschwindigkeit●Faustregel für Korngröße: Erhöhung desUmformgrades (-), Erhöhung der Glühtemperatur (+)●Rekristallisation tritt ein ab: kritischem Umformgrad& Rekristallisationstemperatur (abh. vomUmformgrad, Korngröße d. Verformten Gefüges,Reinheit)● Tamman-Bocvar-Regel: T rek= a* T S

2. Primäre RekristallisationAus Quelle 5 Seite 6

3. Kornvergrößerung●●●Bei fortgesetzter Glühung nimmt die Korngrößeweiter zuTreibende Kraft: Verringerung derKorngrenzenenergie durch Verringerung derKorngrenzflächeUnterscheidung zwischen stetiger und unstetigerKornvergrößerung

●●●3. KornvergrößerungStetige Kornvergrößerung:Gleichgewichtskonfiguration durch 120° Winkelzwischen Korngrenzen bestimmtAber: viele unterschiedlich geformte undunterschiedlich große Körner im (p. r.) Gefüge– > Durch Wachstum der Körner im (primär)rekristallisierten Gefüge wird versucht die GGKonfiguration zu erreichen– > Körner mit konkaver Korngrenze wachsen auf Kostender Körner mit konvexer Korngrenze– > Es bilden sich große Körner auf Kosten der kleineren

4. Sekundäre Rekristallisation●●●Auch durch Kornvergrößerung gekennzeichnetAber: einzelne Körner weisen ein begünstigtesWachstum auf– > Es bilden sich einige wenige (sehr) große Körner=> unstetige Kornvergrößerung

4. Sekundäre RekristallisationGottstein S. 307Gottstein S. 309

5. Tertiäre Rekristallisation●●Körner wachsen auf Dicke des Werkstücks an(dünne Bleche, Drähte)Treibende Kraft: Reduzierung der freienOberflächenenergie

6. Anwendungen●Erhöhen der Verformbarkeit bzw. verändern derEigenschaften des Umgeformten Werkstücks●Bilden eines feinkörnigen Gefüges●Bilden eines Grobkörnigen GefügesGottstein S. 303

6. Anwendungen

7. Quellen1. Gottstein S. 303ff2. Bergmann S. 117ff3. Metalle S.154ff4. Skript5. http://www.unistuttgart.de/imtk/lehrstuhl2/Scripte/Pr-ku.pdf2.07.0912:00

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!